Досить часто на авіаційних і не дуже форумах та сайтах порушується питання про те, наскільки сучасному цивільному літакупотрібен пілот. Мовляв, за сучасного рівня автоматики - чим вони там займаються, якщо за них все робить автопілот?
Жодна розмова не обходиться без згадки про безпілотні літальні апарати (БПЛА), і як апогей - політ Бурана.
"Вас мучить це питання, Ви хочете поговорити про це"?
Що ж, поговоримо.
--==(о)==--
Що таке автопілот?
Найкращий автопілот із тих, що я коли-небудь бачив, показаний в американській комедії "Аероплан".
Однак і в тому фільмі він ненароком вийшов з ладу, і, якби не героїчний невдаха, хепі енд би не вийшов. Хоча, там була ще й стюардеса... Ну, в будь-якому разі, була людина.
Власне кажучи, багато пілотів тому і не вступають у суперечку з далекими від авіації людьми, що знають, як інколи поводиться найсучасніша техніка. Я ж сперечатися не буду, просто розповім, а далі ви там хоч поб'єтеся) Жарт.
Наші автопілоти є сумішшю металу, пластику, скла, лампочок, кнопочок, крутилок і проводочків. І перемикачів. Зовсім нічого людського.
Пілот керує автопілотом (вже в цій фразі прихований сакраментальний зміст) через пульти. На фото нижче - кабіна тренажера не найсучаснішого літака B737CL, але реально, у цьому плані немає глобальних відмінностей між ним, створеним у 80-х роках минулого сторіччя та В787, що вперше піднявся в небо кілька років тому.
Основний пульт управління автоматикою в цілому та автопілотом зокрема (МСР) можна розглянути майже посередині фотографії. Кожна кнопочка на ньому відповідає за включення якогось з режимів автопілота, а чотири кнопки праворуч (A/P ENGAGE A - B) відповідають, власне, за включення автопілота. При тій конфігурації органів керування автопілотом, що зафіксована на фотографії, автопілот не включиться. Нехай знавці дадуть відповідь чому.
Циферки в віконцях означають дані, необхідні для того чи іншого режиму роботи автопілота. Наприклад, в віконці ALTITUDE можна розглянути 3500 - це означає, що якщо після зльоту ми включимо автопілот і встановимо який-небудь режим набору, то літак займе висоту 3500 футів і тупо на ній летітиме, поки пілот не встановить нове значення висоти. знову не ввімкне будь-який режим набору.
Сам собою автопілот висоту не змінить і в набір не перейде.
Більш того. Пілот може вибрати висоту, наприклад, 10 000 футів, однак, увімкнути не той режим автопілота, і літак слухняно полетить вниз до зіткнення із землею.
Аналогічно, якщо попереду за курсом, заданим пілотом у віконці HEADING стоятиме гора, то літак так і полетить у гору і обов'язково в неї вріжеться, якщо пілот не вдасться до будь-яких дій.
Так, варто відзначити те, що автопілот сучасного літака працює в парі з автоматом тяги - це ще один набір залізяків і проводочків, який відповідає за автоматичну зміну режиму двигунів, тобто, тяги. На фото вище на МСР ліворуч можна розглянути невеликий перемикач з написом A/T ARM/OFF, він відповідає за включення тягового автомата в режим готовності до використання. Однак, іноді їм доводиться працювати не у парі (наприклад, якщо автомат тяги несправний), що накладає значні обмеження автопілот, т.к. багато режимів автопілота потребують зміни тяги. Наприклад - автопілоту потрібно знижуватися, але тяга, встановлена на злітному режимі, цього тупо зробити не дасть.
На фото нижче можна побачити панель керування FMS – системою керування польотом (flight management system). Через цю панель можна забити деякі корисні дані, за допомогою яких автоматика знатиме про те, за яким маршрутом сьогодні летить літак, про те, які значення тяги і швидкості будуть оптимальними саме сьогодні.
Після зльоту пілот може увімкнути (або він включається автоматично) режим автопілота, в якому літак летітиме за командами, що отримуються з цієї системи. Однак, як я вже говорив вище, якщо упреться у висоту 3500, встановлену в віконці МСР, то він не полетить, поки пілот не змінить це значення.
--==(о)==--
Найголовнішим обмеженням сучасних програмних систем (а автопілот є нічим іншим, як залізякою, набитою алгоритмами) є нездатність приймати нестандартні рішення, які залежать від конкретної ситуації.
Самі собою алгоритми управління літаком зовсім не складні, тому автопілоти на літаках стали з'являтися ще 1912 року, а 30-х почали набувати широкого поширення.
Більш ніж упевнений, що вже тоді почалися розмови про те, що професія "пілот" незабаром зживе себе, як і професія "кучер". Через багато років Анатолій Маркуша в одній зі своїх книг переказував підслухану їм розмову однієї дівчини, яка висловлює претензії своєму молодому чоловікові в тому, що йому треба шукати іншу професію, мовляв, скоро пілоти стануть не потрібними.
З того часу ще років 40 минуло, і ця тема - прийняття рішень у нестандартних ситуаціях творцями нових літаків так і не переможена.
Так, багато авіаційні професіїканули в Лету - бортінженер, який завідував "господарством", штурман, який забезпечував навігацію, радист - який вів зв'язок... Їх замінили на розумні системи, це безперечно. Щоправда, одночасно до цього підвищилися вимоги до підготовки... а в деяких ситуаціях і навантаження на двох (!) пілотів, що залишилися в кабіні. Тепер їм доводиться як справлятися з купою систем (шлях і максимально автоматизованими), а й мати багато знань у голові, які раніше ними в польоті зазвичай не застосовувалися (і з часом вивітрювалися), т.к. у кабіні сиділи вузькі фахівці з цих напрямків.
Так, деякі БПЛА літають автономно (а деякі управляються операторами з землі), та й Буран успішно зробив один (!) політ в автоматичному режимі без пілота на борту. Але це саме ті алгоритми, програмування яких можливе вже дуже давно.
Будь-який програміст, що цікавиться заради спортивного інтересу, може придумати доповнення до Microsoft. Flight Simulatorі садити свої Бурани хоч у Зав'ялівці, а потім йти на авіаційний форум та насміхатися з професії "водій літака".
Але я, "водій літака", маючи розуміння про ситуації, що виникають у небі, для яких потрібне постійне прийняття рішень, не наважуся сісти в літак, мозком якого є не людина, а програма Autopilot v.10.01, в якій виправлені помилки програмування , виявлені у попередніх десяти катастрофах.
Наприклад, сьогодні, незважаючи на практичну можливість такий режим створити, літаки не злітають автоматично. І це при тому, що вже дуже давно освоєно автоматичне приземлення та автоматичний пробіг після нього. Чому?
Ще Михайло Громов говорив "Зліт небезпечний, політ прекрасний, посадка важка". Істина. Зліт простіше, ніж посадка, проте якщо щось трапляється на зльоті, рахунок йде іноді на частки секунд. За цей час пілотові потрібно ухвалити рішення – припиняти зліт або продовжувати. Більше того, в залежності від факторів, з однієї і тієї ж причини в один день зліт краще припинити, а в іншій – краще продовжити. Поки пілот думає, важкий літак, що має величезний запас палива, швидко прискорюється, а смуга швидко зменшується. Відмови можуть бути найрізноманітнішими (на жаль, техніка все ще відмовляє) і не завжди відмова зводиться до банальної несправності двигуна. Та й відмови двигуна теж можуть бути різними.
Тобто, від програміста, який захоче прибрати людину з контуру керування літаком та контуру прийняття рішень, потрібно написати купу алгоритмів за діями у різного роду позаштатних ситуаціях. І після кожного неврахованого випадку випускати нову версію прошивки.
В даний час "невраховані випадки" вирішуються тим, що в кабіні знаходиться людина, яка матюкнеться (або промовчить, залежно від витримки), але впорається із ситуацією та поверне літак на землю.
І в більшості випадків пусті обивателі про такі випадки просто не знають, адже в пресі не все повідомляється.
Жодною інструкцією не передбачена подібна помилка - залишити шматок троса аварійного залишення за бортом літака. Що б робив Autopilot v.10.01 у такому разі, як би він дізнався про те, що в нього скоро нафіг розіб'є вікно? Ніяк. Він продовжував би набір 11 км висоти, і ось коли б там розбилося вікно, за закладеною програмою зробив би аварійне зниження з викиданням масок... та тільки пасажирам вони б вже не дуже допомогли.
Що зробили пілоти? По-перше, досить рано отримали інформацію про те, що відбувається. По-друге, незважаючи на невиявлену природу явища, зрозуміли, чим ця нестандартна ситуація може закінчитися і прийняли єдине правильне рішення – знизитися та повернутися на аеродром вильоту.
І це лише ОДНА із ситуацій, що трапилася в кар'єрі лише ДВОХ пілотів (мене та другого пілота). А пілотів тисячі, а ситуацій – сотні тисяч.
Деякі "домогосподарі" опонують цифрами, мовляв, людина - слабка ланка, згідно зі статистикою 80% усіх катастроф сталися з вини людського чинника.
Все вірно. Техніка стала настільки надійною, що здебільшого відмовляє людина. Однак, я ще раз нагадаю, що пусті "домогосподарі" просто не замислюються, що багато польот, у яких відбулася відмова техніки, закінчилися благополучно лише тому, що в кабіні сидів людський фактор.
Запевняю, якщо прибрати з кабіни пілотів, то частка людського фактора збільшиться ще більше, але тільки в цьому випадку під людським фактором розумітиметься помилка програмування.
Далі, в літаку може весь політ все працювати дуже добре, проте... може працювати не дуже добре на землі. Щоб літак долетів до аеродрому та приземлився там, створено ще цілу купу систем, які що?... Правильно, іноді відмовляють. І в цьому випадку пілот "прокидається" і робить свою роботу.
Банальне ухвалення рішень при обході гроз. Ось, наприклад, мій політ до Генуї, я назвав його "рейсом бляхаря" http://denokan.livejournal.com/66370.html
Або рейс до Сочі: http://denokan.livejournal.com/67901.html
І це лише три рейси. А їх у сотні разів більше лише в одного окремо взятого пілота.
Грози на радарі виглядає по-різному, і не завжди одне рішення щодо обходу буде таким же добрим для іншого випадку. А коли ця гроза знаходиться в районі аеродрому... А якщо цей аеродром - гірський? Доводиться думати та приймати рішення...
Якщо в літак потрапить блискавка, або він схопить розряд статики, то люди від цього влучення не загинуть, а ось системи можуть непередбачено вийти з ладу. І випадки були, які закінчили добре лише тому, що у кабіні сиділи пілоти.
Варто додати ще до всього сказаного вище, що далеко не в усіх аеропортах сьогодні літак може виконати автоматичну посадку. Для неї потрібні тепличні умови в порівнянні з тими, в яких здійснити посадку може пілот. Звичайно, це питання програмування алгоритмів, але завдання є досить непростим, щоб забезпечити рівну надійність.
Звичайно, якщо поскупитись надійністю, то давно вже можна на лінії випустити літаки без пілотів-операторів.
Головною причиною того, чому досі на цивільні лінії не вийшли літаки без пілотів, є ця надійність. Для потреб військових чи вантажовідправників надійність може бути не такою високою, ніж для перевезення людей повітрям.
Звичайно, ступінь автоматизації зростатиме. Це також визначає надійність системи "Екіпаж-повітряне судно". Звичайно ж, продовжуватимуться пошуки найкращих рішень для того, щоб літаки надійно літали без участі людини. Щоправда, повністю виключити участь людини з польоту можна буде лише тоді, коли буде винайдено штучний інтелект, який не поступається інтелекту підготовленої людини. Проблема прийняття рішень у нестандартних ситуаціях нікуди не подінеться. Літак не автомобіль, щоб у нестандартній ситуації просто тупо зупинитись на узбіччі.
Одним із варіантів є керування літаком оператором із землі. Тобто оператор на землі контролює політ одного або кількох літаків, приймаючи рішення у нестандартних ситуаціях. Якщо відбувається щось, що він вирішити із землі не може, він залишається живим... А пасажири гинуть. Потім з'являється наступна версія програмного забезпечення.
Тож давайте направимо свої зусилля не на обговорення професії пілот (кожне таке обговорення рано чи пізно переходить у тему "за що пілоти отримують ТОВАКі гроші?", а сконцентруємо зусилля на творення за своєю прямою спеціальністю).
Літайте безпечно!
Якось у Річарда Бренсона, засновника Virgin Airlines, запитали:
- Ви постійно економите на всьому. Що далі – ви посадите до кабіни одного пілота замість двох?
- Далі ми взагалі приберемо з кабіни пілотів.
"Та що там складного, включив автопілот - і спи". Це улюблений аргумент диванної гвардії в розмовах про авіацію, після якого неминуче слідує глибокий висновок «незрозуміло, за що їм такі гроші платять». А може, й справді політ на літакутака проста штука, що немає жодного сенсу проходити довге та складне навчання на пілота літака, докладно розбиратися, як літає літак, постійно підтверджувати кваліфікацію, вчити англійську і тремтіти від страху напередодні ВЛЕК, якщо вже кабіна сучасного авіалайнера обладнана чарівною кнопкою «автопілот»?
Автопілотом керує пілот
Для початку доведеться усвідомити, що чарівної кнопки немає. Замість неї – ціла панель датчиків, тумблерів, перемикачів, лампочок та кілометри проводів, що з'єднують усе це господарство з вузлами та агрегатами літака. Без участі людини вони залишаться склом, пластиком і металом. Тому керує автопілотом пілот. Як би це дивно не звучало.Але перш ніж натиснути заповітну кнопку, потрібно як мінімум розрахувати кількість палива з урахуванням кількості пасажирів, вантажу, погоди, можливості піти на запасний аеродром «якщо що», дізнатися, де взагалі є такі аеродроми протягом усього польоту, і постійно пам'ятати їх , переконатися у працездатності всіх систем, запитати у диспетчера дозвіл на рулювання (а в завантажених) міжнародних аеропортахна рулежках пробки часом гірше міських), докотитися до смуги, ще раз все перевірити ще раз, злетіти, тримаючи в голові необхідність у будь-який момент негайно припинити зліт, набрати висоту і тільки після цього, зайнявши ешелон, можливо, перевести управління літаком в автоматичний режим. Це, якщо погода ідеальна і немає необхідності оминати грозові хмари, що буває досить рідко.
"Політ на літаку в автоматичному режимі" в даному випадку означатиме, що пілот виставив певні значення швидкості та висоти. Якщо умови зміниться, і висоту потрібно буде змінити, автопілот про це сам не дізнається. Мало того, сучасний автопілот має кілька режимів роботи і різні команди пілота не повинні суперечити один одному. Можна, наприклад, задати висоту 10000 футів, але увімкнути режим зниження, і літак слухняно полетить униз. Він, звичайно, буде несамовито верещати і пищати, але сам нічого не зробить, тому що набір лампочок, кнопочок і проводів не знає, як літає літак.
При грамотному обігу автопілот значно полегшує життя екіпажу, беручи на себе рутинну частину роботи, але високу зарплату льотчики отримують точно не за це. Це все одно, що ображатися на журналістів, що вони пишуть тексти на комп'ютері, а не гусячим пером.
Про гусячі пір'я або чому пілот літака буде завжди необхідний
У книзі радянського письменника та льотчика-винищувача Анатолія Маркуші є чудова сцена. Дівчина нарікає свого молодого чоловіка, що він вибрав неправильну професію, оскільки пілоти скоро стануть непотрібними.Це було понад півстоліття тому. Телебачення, яке, до речі, загрожує «вбити» театр і кіно, винайшли пізніше автопілота, а мистецтво Мельпомени все живе і живе. Що вже казати про таку тонку матерію як політ літаком.
Перший автопілот був розроблений американською корпорацією Sperry Corporation аж 1912 року. А в 30-ті роки вже багато пасажирські лайнериобладналися системами, що дозволяють автоматично утримувати курс та вирівнювати крен щодо землі.
У 1947 році Douglas C-54 ВПС США перелетів через Атлантику в повністю автоматичному режимі, включаючи зліт та посадку.
Як не дивно, але якщо в інших сферах технічна досконалість сприяє прогресу, в авіації поки що все навпаки. Чим складніший, більший, комфортніший і «розумніший» літак, тим менше шансів, що колись він полетить сам. Чим технологічніше начинка, тим вище ймовірність відмови кожної її складової, а чим більше такої начинки, тим більше можливих комбінацій відмов, прорахувати які не в змозі жоден комп'ютер.
Ось чому грамотний пілот літака, навчений пілотуванню «на руках», який послідовно пройшов усі етапи підготовки – від маленької Цесни до авіалайнера – буде затребуваний завжди.
«Зліт небезпечний, політ прекрасний, посадка важка»
Це ще Михайло Громов – той самий, що у 1937 року у компанії з Юмашевим здійснив безпосадковий переліт Москва – Північний полюс – США - говорив. Навіть далекі від авіації люди, не усвідомлюючи до ладу, як літає літак, Розуміють, що просто так з висоти 10 тисяч метрів він не впаде. Найчастіше авіакатастрофи трапляються на зльоті та посадці. Тобто тієї частини польоту, справлятися з якою автопілот поки що не дуже вміє.Так, вже давно створені системи, здатні піднімати та садити літак у повністю автоматичному режимі, але треба розуміти, що такі літаки вимагають практично лабораторних умов. По-перше, ідеальна погода – вітер не більше 10 м/с, жодного дощу, льоду, снігу чи грози. По-друге, аеропорт, обладнаний так званою ILS (Instrumental Landing System) – системою автоматичного заходу на посадку.
Грубо кажучи, це сукупність маяків та датчиків, за допомогою якої політ на літакуможе здійснюватися буквально наосліп. Дозволити собі таке обладнання можуть лише дуже великі міжнародні хаби у розвинених країнах. З іншого боку, в розвинені країни зазвичай дуже багато бажаючих прилетіти, а чим більше в повітрі літаків в одиницю часу, тим вища ймовірність збою системи ILS через перевантажений різноманітними радіохвилями і датчиками простору. Замкнуте коло.
Проте розмови про те, що скоро автоматика витіснить з кабіни живих пілотів, не замовкають.
5 причин, чому в найближчому майбутньому цього точно не станеться
- відсутність необхідної інфраструктури. Посадка на автопілоті при нульовій горизонтальній та вертикальній видимості (наприклад, у щільний туман) дозволяється лише в аеропортах, сертифікованих за ІІІ категорією ІКАО. Сертифікація ця не те щоб технічно реалізована, але дуже дорога. Вкладати такі гроші в півтора кілометри бетонки, збудовані ще англійськими колонізаторами (або рожевощокими будівельниками комунізму, залежно від географії) економічно не вигідно. А економіка в сучасній авіації вирішує якщо не все, то багато чого.Радіообмін. Упродовж усього маршруту борт супроводжують авіадиспетчери на землі. А земля велика та різна. Вважають, що універсальною мовою в авіації вважається англійська, але будь-який пілот з досвідом міжнародних польотів скаже, що в кожній країні він свій. Класикою жанру в цьому плані вважається «китайська англійська», розібрати яку з незвички практично неможливо. Машина з подібним точно не впорається, а ось людина вміє пристосовуватись до всього.
Інтуїція помножена на досвід. Авіабудівники в комплект до літака завжди додають посібник з експлуатації та карти дій в аварійних ситуаціях. Так от, подвійні (потрійні тощо) відмови в них не передбачені. Точніше передбачені, але з формулюванням «екіпаж сам визначає послідовність дій, виходячи зі свого досвіду, знань та обстановки, що склалася». У автопілота своїх знань немає, а комп'ютер, який міг би прорахувати всі комбінації ситуацій, якщо і можливий теоретично, то в житті важитиме як три літаки.
Дорожнеча. Та ж кавоварка, що в магазині «Все для дому» коштує сотню доларів, на борту бізнес-джету коштуватиме тисячі десять. Не тому, що «крутизна дорожча за гроші», а тому що вона зобов'язана відповідати міжнародним вимогам безпеки для бортового обладнання. Що вже казати про обладнання, яке відповідає за життя пасажирів? Тарифи на авіаквитки будуть такими, що цивільна авіація втратить взагалі весь сенс свого існування.
Психологія пасажирів Це найпростіше і найскладніше водночас. Багато знайдеться у світі людей, готових віддати свої кровні за політ на літаку безпілота? Особливо, якщо цей квиток коштує дорожче, ніж експедиція на МКС?
Мріяти приємно, а легко фантазувати. Можливо, колись людство і досягне такого розквіту, що виховає штучний інтелект і побудує досконалу ILS-інфраструктуру в найвіддаленіших куточках Землі. А поки що у нас навіть газ із каналізацією не скрізь є, якісно підготовлений пілот літакаНавчання якого проходило в наближених до земних реаліях умовах – з живими прикладами, у різних погодних умовах, з необхідністю миттєво приймати рішення головою, а не автопілотом, роботу завжди знайде. Принаймні на найближчі 100-200 років.
Діти, ми вкладаємо душу в сайт. Дякуємо за те,
що відкриваєте цю красу. Дякую за натхнення та мурашки.
Приєднуйтесь до нас у Facebookі ВКонтакті
Простіше повірити в магію, ніж зрозуміти, як людині вдається підняти в небо багатотонну залізний птах. Незнання породжує страх перед невідомим. Тому багато пілотів та інших працівників авіакомпаній із задоволенням розповідають, чого дійсно варто побоюватися і чому літаки – це чудово!
сайтобрав 16 зрозумілих відповідей на найбільш хвилюючі та складні питання, які цікавлять кожного, хто хоча б раз у житті бачив літак.
16. Як потрапити до пілотів, якщо їхні двері заблоковані зсередини?
Борода, пишні вуса, пірсинг та будь-які інші прикраси та «нарости» на обличчі заважають пілоту використовувати кисневу маску, яка повинна щільно прилягати до обличчя. Тому обличчя пілота завжди чисте, іноді допускається легка неголення. Інакше створюється ситуація, яка ставить під загрозу життю пасажирів.
14. Що буде, якщо всі двигуни вийдуть з ладу?
Під час кожного польоту літак переходить на режим, коли . Якщо в машині з механічною коробкою передач перевести важіль у нейтральне положення, спускаючись гіркою, буде те саме. Повна відмова двигунів трапляється вкрай рідко, і на цей випадок є особлива інструкція щодо їх перезапуску.
Але й без двигунів літак може сісти на плануючому спуску. Самий відомий випадокстався з Boeing 747 над Явою в 1982 році, коли літак потрапив у хмару пилу від вулкана, що вивергається, і всі 4 двигуни відмовили. Екіпаж зумів посадити борт у найближчому аеропорту, і ніхто із 263 людей не постраждав.
13. На який час розраховано кисневі маски?
Рівень кисню та тиск усередині літака підтримуються штучно. Якщо відбувається розгерметизація кабіни на великій висоті, У людини розвивається гіпоксія: він втрачає свідомість і без кисневої маски може загинути
7. Як харчуються пілоти під час рейсу?
Іноді в рамках роботи пілоти літають із пасажирами з одного аеропорту до іншого. Якщо вони знаходяться на борту у формі, то при пасажирах їм спати, їсти чи дивитися фільми у навушниках. Вигляд пілота у формі при таких заняттях може ввести в оману та призвести до паніки серед пасажирів. Але частіше пілоти у формі летять на запасних кріслах у кабіні пілотів чи першому класі.
5. Що страшніше – врізатися в птаха, потрапити під град чи отримати удар блискавки?
Блискавка часто потрапляє в літак, але пасажири навіть цього не помічають. У вкрай поодиноких випадках це може призвести до знеструмлення літака. На цей випадок пілоти мають кілька інструкцій, які буквально перезавантажують електроніку на борту, і політ триває у звичайному режимі.
Птахи становлять велику небезпекучим здається. Через попадання у вентилятор або турбіну можливі руйнування, відмова і навіть загоряння двигуна. Не кожне лобове скло переживе зіткнення з птахом. Тому в аеропортах використовують шумові генератори, соколів і навіть гелікоптери, щоб відлякувати птахів.
Не менш небезпечний град, але агресивні метеоумови літаку легше виявити та облетіти.
4. Навіщо на турбінах намальовані спіральки?
Зародження авіабудування багато чого змінило у конструкції літаків та їх управлінні. Ще 20-30 років тому такий прилад як автопілот був невідомий практично нікому. За ці роки ситуація докорінно змінилася. Більшість польоту управління величезними пасажирськими авіалайнерами здійснюють саме автопілоти. Можна сказати, що пілот бере активну участь тільки на рулюванні і зльоті, після чого передає управління системі. Також потрібне втручання пілота при посадці судна. Бортовий комп'ютер літаків значно спрощує завдання в управлінні та контролі.
Пілоти сучасних моделей «Ейрбаса» часто жартують, що для керування новими моделями пасажирських лайнерів достатньо собаки та однієї людини. Собака необхідний, щоб кусати пілота, щоб той не тягнувся до важелів і кнопок управління, а людина потрібна для того, щоб годувати собаку. Звичайно ж, це жарт, який з'явився за рахунок сучасних систем керування, таких як fly-by-wire, іншими словами, це радіодистанційне керування апаратом. Воно дозволяє забезпечити передачу сигналів від пілота до механізмів лайнера у вигляді електричних сигналів. Це означає, що замість використання старої гідравліки пілоти здійснюють керування, надсилаючи сигнали через комп'ютер до окремих механізмів машини.
Що ж таке автопілот у широкому розумінні цього терміна? Це програмно-апаратна система, яка має можливість вести транспортний засібза заданим маршрутом. З кожним роком інновацій стає дедалі більше у багатьох галузях транспортної будівлі. Все ж лідируючі позиції займає повітряний транспорт.
Автопілот літака створений для стабілізації всіх параметрів польоту судна та ведення за заданим курсом. При цьому дотримується встановлена пілотом швидкість та висота польоту. Перед тим як перекладати літальний апаратна режим автопілота необхідно створити чіткий політ без ковзання або завалу машини. Після стабілізації літака по всіх площинах можна вмикати систему автоматичного управління, але при цьому необхідно проводити регулярний контроль показників. Варто зазначити, що й військові літаки мають такі системи.
Більш складні у своїй конструкції та надійні автопілоти почали встановлюватись на вітчизняні літаки з кінця 70-х років.
Коротка історія створення автопілота
Перший автопілот у світі було створено ще далекого 1912 року. Винахід належить американської компанії Sperry Corporation, яка змогла створити систему, яка утримуватиме літак на заданій траєкторії, при цьому стабілізуючи крен. Це було досягнуто за рахунок зв'язку висотометра та компаса з кермами напряму та висоти. Зв'язок був налаштований за рахунок використання блоку та гідравлічного приводу.
На схемі показано, як працює типовий автопілот.
Заздалегідь розраховані параметри польоту вводяться в комп'ютер літака (1).
Після зльоту автопілот набирає чинності.
Два дисплеї (2) показують положення літака, його передбачуваний маршрут і висоту.
Зміна положення невеликих заслінок (3) на зовнішній поверхні літака повідомляє комп'ютери про найменшу зміну в орієнтації літака.
Для визначення положення використовується глобальна система навігації (ГСП) (4).
Приймач розташований на верхній частині корпусу (5).
Комп'ютери стежать за маршрутом і автоматично здійснюють необхідні зміни за допомогою сервомеханізмів (6),
які керують кермом (7),
кермами висоти (8),
елеронами (9),
закрилками (10)
та налаштуванням дроселів двигунів (11)
При необхідності пілот може в будь-який момент відключити автопілот і перейти до ручного керування (12)
Починаючи з 30-х років 20 століття автопілотами почали оснащувати деякі пасажирські авіалайнери. Новий виток у розвиток автоматичних систем керування внесла Друга світова війна, яка вимагала подібних технологій для далеких бомбардувальників Вперше повністю автоматичний політ через Атлантику, включаючи посадку та зліт, здійснив літак C-54, який належав США. Це сталося 1947 року.
Сучасний етап розвитку автоматизованих системуправління літаками досягло якісно нового рівня. На сьогоднішній день лайнери комплектуються системами ВБСУ чи САУ. Система автоматичного управління «САУ» здійснює якісну стабілізацію судна на маршруті та у просторі. Сукупність агрегатів системи дозволяє керувати апаратом всіх етапах польоту. Найсучасніші розробки дозволяють здійснювати політ у так званому штурвальному режимі, що дозволяє максимально полегшити роботу пілота, мінімізувати його втручання. Такі системи самостійно стабілізують літак від зносу, ковзання чи балаканини, можуть переходити навіть на критичні режими польоту, при цьому дуже часто ігноруючи дії пілотів.
Автопілот літака веде апарат заданим маршрутом, при цьому використовується комплексна інформаціянавігаційних приладів власних та наземних датчиків, які проводять аналіз польоту. Ця система проводить керування всіма агрегатами літального судна. Також працюють траєкторні системи, які проводять захід на посадку з високими показниками точності без дій пілотів.
Керуючі пристрої в їх стандартному вигляді (важелі, педалі) практично не використовуються. Високий рівень автоматизації довела управління до подачі електричних імпульсів всім частинам літаків без застосування гідравліки у системі управління. Електромеханічні прилади керування дозволяють відтворити звичніші умови пілотам. У кабінах пілотів все частіше встановлюються бічні важелі управління типу «сайдстик».
Проблеми автоматичного керування літаками
Звичайно, першочерговою і найголовнішою проблемою при створенні автопілотів є збереження безпеки польоту. У більшості старих автоматичних систем керування пілот має можливість у будь-який час зробити термінове відключення автопілота та перейти на ручне керування. При порушенні або поломці автопілота необхідно відключення системи звичайним способом або механічним. В апараті Ту-134 можливе проведення відстрілу автопілота встановленим піропатроном. Під час розробки автопілота старанно продумуються варіанти його відключення у разі поломки без шкоди польоту.
Для підвищення безпеки автоматика керування працює у багатоканальному режимі. Паралельно можуть працювати відразу чотири системи пілотування з однаковими параметрами та можливостями. Також система проводить постійний аналіз та моніторинг вхідних інформаційних сигналів. Політ складає основі так званого методу кворумування, який складається з прийняття рішення за даними більшості систем.
У разі поломки автопілот здатний самостійно вибрати подальший режим керування. Це може бути перемикання на інший канал керування або передача керування пілоту. Для перевірки роботи систем необхідно проводити так званий передполітний прогін систем. Цей тест складається із запуску покрокової програми, яка подає імітацію сигналів польоту.
Все ж таки жодна перевірка не дозволяє досягти 100% гарантії безпеки і роботи в польоті. Через нестандартні ситуації у повітрі можуть виникати додаткові проблеми з автоматикою управління. Деякі автопілоти мають різні програми, які дозволяють безпечніше проводити політ відповідного авіалайнера.
Все ж таки політ на одному автопілоті без людського фактора дуже небезпечний і практично неможливий. Можна зробити один логічний висновок, що чим розумніший літак і складніше його конструкція, тим менше шансів на політ без людського втручання. Чим більше нових автоматизованих систем використовується, тим більше зростають шанси на їх відмову в польоті. Прорахувати всі варіанти відмови практично неможливо. Саме тому навички пілота залишаться затребуваними постійно, оскільки кожен льотчик проходить дуже велику дорогу до керування пасажирськими лайнерами. Відповідно, навички та швидке прийняття рішень залишаються важливішими, ніж дії комп'ютерних програм.
Найсучасніші системи автоматичного керування типу fly-by-wire дозволили значно знизити загальну масу конструкції літака. У цьому надійність бортових систем зросла в рази. Устаткування реагує без зволікань, а також здатне виправляти помилки, спричинені людським фактором під час керування. Це говорить про те, що система не дозволить пілоту завести машину в небезпечну для неї та пасажирів на борту ситуацію. Сучасні літаки типу Airbus перестали комплектуватися стандартними важелями та педалями управління, натомість встановлюються джойстики. Все це дозволяє пілотам не замислюватися над тим, яку команду та як необхідно передати окремому агрегату. Не потрібно продумувати кут відхилення елеронів чи закрилок, достатньо нахилити джойстик керування – і комп'ютер зробить усе сам.
Все ж таки, незважаючи на всю райдужну картину, з вини автопілотів сталося чимало катастроф і аварій, які призвели до людських жертв. Історія авіакатастроф з вини автоматичних систем управління, на жаль, дуже багата на факти ненадійності таких систем.
З кожним днем літаки стають все розумнішими. Якщо раніше верхом досконалості в авіації вважався автопілот, який відносно спокійних погодних умов безпечно і надійно проводив літак з точки A в точку B, то сучасні лайнери можуть похвалитися системами, що дозволяють їм злітати і сідати в автоматичному режимі. Серед пасажирів часом навіть існує думка, що професія льотчика не така складна, як її показують, скажімо, в кіно, - сидиш, п'єш каву та на кнопки натискаєш. А якщо раптом що й станеться, то автоматика завжди виручить і допоможе навіть звичайному пасажиру посадити літак. Але чи це так насправді?
Уявіть. Ви летить у відпустку на сонячний Кіпр або кінофестиваль в Нью-Йорк. На екрані мультимедійної системи у кріслі пасажира перед вами висвічується барвиста карта з маршрутом та параметрами польоту. Висота 11 тисяч метрів, швидкість 890 кілометрів на годину. Двигуни мірно свистять, за ілюмінатором унизу плавно пливуть пухнасті хмари, а зверху - бездонна синь і сліпуче сонце. Але тут раптом у салон вибігає зблідлий стюардеса і голосно повідомляє (хоча насправді такого не буде ніколи, тому що інструкція забороняє), що всі пілоти (так, відразу обидва!) знепритомніли і не приходять до нього.
Жодного пілота, як і ви, що летить на відпочинок, у салоні немає. Вести і саджати літак нема кому. І тоді ви встаєте з крісла і ходою справжнього сміливця йдете до дверей кабіни пілотів. Потрібно якось потрапити всередину, але як? Двері броньовані, її відкриттям керують пілоти. На допомогу приходить стюардеса: на невеликій цифровій панелі біля дверей вона набирає секретний код. Але двері не відчиняються, тому що електронний замок дверей передбачає затримку: пілоти через камеру повинні переконатися, що стюардеса набрала код одна, а не під наглядом терористів (у цьому випадку вони блокують замок до кінця польоту). Після затримки двері відчиняються.
Перед вами: вітрові вікна з хмарами і бездонною синьою, безліч кнопок, верньєрів, екранів і екранчиків, рукояток і рукояток, тіла пілотів і два штурвали SSJ). Швидше за все, коли ви увійдете в кабіну, літак летітиме під керуванням автопілота (бо погода ясна і ніщо не заважає). Найкраще зайняти місце зліва. Воно командирське, звідти більше за всі можливості управляти літаком. Насамперед на штурвалі або джойстиці вам треба знайти перемикач радіозв'язку (тільки не натискайте червону кнопку, а то відключіть автопілот).
Після того, як перемикач радіозв'язку знайдено, надягніть на голову гарнітуру (навушники з мікрофоном), натисніть знайдений перемикач і голосно і виразно промовте кілька разів «Mayday» (це сигнал лиха, на нього обов'язково відгукнеться диспетчер). Якщо перемикач на штурвалі чи джойстиці знайти не вдається, то ліворуч від вашого крісла обов'язково виявиться рація. Сміливо беріть її, вмикайте, налаштовуйте на частоту 121,5 мегагерца та кричіть «Mayday» до неї. Цю частоту прослуховують рятувальні служби, тож незабаром вас переключать на диспетчера чи чергового пілота, а той уже пояснить, що робити далі.
Насправді у всьому цьому процесі найважливішим кроком є зв'язок з диспетчерською вежею. Після того, як диспетчер відповість на ваш заклик про допомогу, він попросить назвати номер вашого рейсу та підкаже, де можна знайти цю інформацію (наприклад, на штурвалі ці цифри знаходяться на «розі» зліва). А потім уже почнеться найцікавіше - під керівництвом диспетчера та чергового пілота ви приступите безпосередньо до посадки літака. Якщо ви раніше «літали» вдома на комп'ютерному авіасимуляторі, вам буде простіше, але це не гарантія успішної посадки.
Залежно від типу літака, дії, які вам підказуватиме черговий, відрізнятимуться, але загальна схема посадки однакова для всіх. Для початку вам запропонують переконатись у нормальній роботі автопілота та правильності параметрів польоту, яких той дотримується. На деякій відстані від аеропорту вам запропонують перевести автопілот у режим заходу на посадку, а потім підказуватимуть, якими рукоятками потрібно задавати швидкість, висоту, розворот. Паралельно вам запропонують налаштувати автоматику літака прийом сигналів маяка інструментальної системи посадки, розташованої в аеропорту. На його сигнал йтиме літак під час посадки.
Потім обов'язково настане момент, коли черговий пілот попросить вас випустити закрилки (рукояти на центральній панелі з написом FLAP та декількома поділками) та шасі (велика ручка зі стрілками та написами UP та DOWN). Після торкання посадкової смуги вам буде наказано включити реверс двигунів (важелі на рукоятках керування двигунами між кріслами) та задіяти всю механізацію крила, щоб та допомагала скидати швидкість. Нарешті, вас попросять задіяти гальма (зазвичай розташовані зверху кермових педалей у вас під ногами). Всі. Ви сіли, літак зупинився. Можна непритомніти або героїчно втирати піт з чола.
Насправді це було описано ідеальний варіант посадки. У ньому ви - дуже щаслива людина. Адже погода хороша, вітру немає, літак обладнаний системою автоматичної посадки, а в аеропорту, що приймає, встановлена інструментальна система посадки (система маяків, що дозволяє літаку зорієнтуватися, знайти посадкову смугу і навіть вирівнятися по її центру). Залежно від категорії точності, інструментальна система посадки дозволяє саджати літак в автоматичному режимі з висоти від 790 до 49 метрів. Але такими системами оснащені поки що тільки великі аеропортиА отже, в регіональному порту вам доведеться сідати в ручному режимі.
Справа в тому, що бортова система автоматичної посадки на літаку без системи інструментальної посадки в аеропорту не працюватиме; літак просто "не побачить", куди сідати, і все скінчиться дуже сумно. І якщо ви думали, що посадка в автоматичному режимі - це натиснув дві кнопки і чекаєш, доки літак зробить все сам, то ви жорстоко помилялися. Автомат має доступ тільки до кермів напряму, висоти та двигунів. Включати закрилки, інтерцептори, спойлери, шкарпетки, що відхиляються, гальма шасі та іншу механізацію все одно доведеться вам.
Якщо ж в аеропорту прибуття немає системи інструментальної посадки, чи там дме сильний бічний вітер, чи йде дощ, чи стелиться туман, то вам, швидше за все, доведеться садити літак у повністю ручному режимі. І тут ваші шанси успіху скорочуються на порядок. Черговий пілот, звичайно, підказуватиме до останнього, куди і що потрібно потягнути, яку натиснути педаль і які цифри набрати, але це навряд чи допоможе. Справа в тому, що управлінню літаком у поганих погодних умовах пілоти навчаються довго і завзято. Людина, що називається «з морозу», шансів немає жодних.
І, так, погані новини. Якщо ви раніше ніколи спеціально не цікавилися пристроєм кабіни пілотів того самого літака, на якому ви летитьте, то і автоматична, і ручна посадка закінчиться для вас однаково - катастрофою, в якій загинуть усі, хто перебуває на борту. Невеликий шанс на виживання, звичайно, є завжди, але він нікчемний. В автоматичному режимі посадки у вас хоча б буде кілька секунд на пошук потрібної рукояті або кнопки, а комп'ютер вас підстрахуватиме від серйозних помилок. У ручному режимі посадки часу шукати потрібні кнопки просто не буде, а зволікання – смерть.
Так що на якому б сучасному літаку ви не летіли, посадити його без хоча б мінімальної підготовки ви, швидше за все, не зможете. Але є й добрі новини: аж до посадки (або падіння) ви насправді навіть не дізнаєтесь, що з пілотами взагалі щось трапилося. Стюардеси, швидше за все, вам просто цього не скажуть, тому що така інформація може викликати паніку на борту, а це вже гарантована смерть - панівним натовпом управляти неможливо. Усі дії з автоматичної чи ручної посадки стюардеси намагатимуться робити самостійно до переможного чи провального кінця.
2009 року під Амстердамом у Нідерландах розбився пасажирський літак Boeing 737 авіакомпанії Turkish Airlines. Внаслідок катастрофи загинули дев'ятеро людей і ще 120 отримали поранення. Літак заходив на посадку під управлінням професійного пілота в автоматичному режимі, а причиною катастрофи стала невірна видача даних радіовисотоміром. Але не варто панікувати: у разі коли літаком керує пілот, ймовірність катастрофічної посадки в автоматичному режимі оцінюється як одна до двох мільярдів.
І пам'ятайте. Льотчиків у кабіні завжди двоє: командир повітряного судута другий пілот. В історії пасажирської авіації поки що не було жодного випадку, щоб з ладу вийшли обидва пілоти одразу. У листопаді 2012 року пасажирський лайнер Boeing 747 авіакомпанії Lufthansa здійснив вимушену посадку в аеропорту Дубліна (літак летів з Нью-Йорка до Франкфурта) після того, як командир повітряного судна переніс тяжкий напад мігрені. Посадити літак другому пілоту допоміг один із пасажирів, у якого випадково виявився невеликий досвід пілотування турбогвинтових літаків.
При цьому випадків, коли пасажир чи стюардеса залучалися б до керування літаком як помічник пілота, в історії авіації було лише п'ять чи шість. У всіх випадках помічники мали нехай і невеликий, але все ж таки якийсь досвід управління повітряним судном.
Але прогрес не стоїть на місці. Наприкінці минулого року Федеральне управління цивільної авіаціїСША нові правила заходу на посадку пасажирських літаків, обладнаних системами «сліпої» посадки Такі літаки тепер можуть приземлятися в аеропортах, закритих для інших літаків через погану видимість. До складу цих систем входить кілька курсових сенсорів, включаючи інфрачервоні камери, та обладнання обміну технічною інформацією. При заході на посадку система виводить на екран у кабіні пілотів суміщені зображення з курсових сенсорів та різні інструментальні дані в режимі реального часу.
Наявність на борту літака систем «сліпої» та автоматичної посадки (ведеться також розробка системи автоматичного рулювання аеродромом) у найближчі десять-двадцять років зроблять польоти справді безпечними. З огляду на розвиток автоматичних систем та дефіцит пілотів, NASA на початку минулого року створити в аеропортах посаду «супердиспетчера», а екіпажі літаків скоротити вдвічі, тобто залишити в кабінах по одному пілоту. Експерти агентства вважають, що вести літак у звичайних умовах може й один пілот, тим більше, що більшість польоту проходить, як правило, під керуванням автопілота.
"Супердиспетчер" же в аеропорту стане віртуальним другим пілотом. Він перебуватиме у спеціальному диспетчерському пунктіта вести супровід відразу кількох рейсів. У разі виникнення аварійної ситуаціїабо втрати капітана літака він буде перехоплювати управління. Дистанційне керування літаком та обмін даними будуть здійснюватися широкосмуговим каналом зв'язку в режимі реального часу. Цікаво, що у відповідь на пропозицію NASA деякі авіакомпанії вирішили піти ще далі та оголосили, що літаки взагалі можна залишити без пілотів.
Справа в тому, що існуючі системи управління та навігації сучасних літаків вже достатньо точні, щоб повністю довірити зліт, політ та посадку лайнерів автоматики. Наприклад, деякі літаки вже обладнані навігаційним обладнанням специфікації RNP-1. Це означає, що в автоматичному режимі лайнер із ймовірністю 0,95 протягом усього польоту відхилятиметься від осі заданого маршруту не більше ніж на одну морську милю (1,852 кілометри). Знаючи про високу точність навігаційних систем, ізраїльтяни, наприклад, навіть зони перехоплення систем протиповітряної та протиракетної оборони впритул до кордонів повітряних коридорів.
Великі виробники бортового обладнання літаків, включаючи французьку компанію Thales та американську Honeywell, вже ведуть розробку по справжньому автоматичних систем. Такі системи не залежатимуть від інструментальних систем аеропортів і зможуть садити літаки на будь-які злітно-посадкові смуги, що підходять для них. Апаратура цих систем самостійно розпізнаватиме посадочні смуги, оцінюватиме навколишні умови та вестиме літак. Втім, до інтеграції таких систем у пасажирські лайнери ще дуже далеко. Адже їх треба ще випробувати, перевірити на надійність, дублювати. А на це потрібні роки досліджень.
navigationparameters.wordpress.com
Василь Сичов
